JP2000346938A - 横断者検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 横断者と通行人あるいは通過車両などを区別
して横断者を正確に検出できるようにする。 【解決手段】 歩行者感知器１６から超音波送受信し
て、感知領域１６０内の物体（通過車両１８、横断者２
０、通行人２２）を感知し、その歩行者感知器１６によ
る物体感知を所定時間毎に行って、物体の移動速度を連
続的に判定し、物体の移動速度が予め定めた一定速度
（基準速度）以下であれば、その物体を横断者と判定し
て感知信号を出力する。また、物体の移動速度が一定速
度（基準速度）を越える場合は、通過車両１８や通行人
２２などと判定して感知信号を出力しない。感知信号が
出力されると、これに基づいて横断者用の信号灯器を赤
から青に切り換えたり、赤の灯器の点灯時間を短く設定
して、切り換えタイミングを変更するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、横断者検出方法に
係り、更に詳しくは、超音波を一定領域内に向けて送信
し、その反射波から物体を感知する歩行者感知器を用い
て横断者の検出を行う横断者検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超音波を一定領域内に向けて
送信し、その領域内の物体に当って戻ってくる反射波を
受信することで物体を感知する装置として超音波センサ
などが用いられている。この種の超音波センサは、歩道
を往来する歩行者の通行量、あるいは道路の車両等の交
通量を調べることなどに利用されており、例えば前者の
超音波センサとしては、歩行者感知器などがある。図７
は、歩道に向けて超音波を送受信するように設置された
歩行者感知器５０の説明図である。図７の歩行者感知器
５０は、内蔵された送受信部から一定の領域（感知領域
５００）内に向けて超音波（送信波５０ａ）を送信し、
領域内の物体５２に当って戻ってくる超音波（反射波５
０ｂ）を受信することによって、当該物体５２が感知領
域５００内に有ることを感知することができる。図８
は、物体を感知するための波形処理を説明する図であ
る。図８に示されるように、パルス状の送信波を送信
し、それが物体に当って反射波が戻ってくるまでの超音
波の往復時間と一定レベル以上の反射波の受信の有無を
調べることによって、歩行者感知器５０から物体までの
距離（感知領域５００の長さ方向）を知ることができ
る。また、感知領域５００の幅方向には、反射波の信号
レベルが低下して物体が感知できなくなる領域が生じ
る。このため、歩行者感知器５０の感知領域５００は、
図７に示すような細長い形状をしており、ここでは、幅
が約１．６ｍ、長さが約５〜６ｍ程度のものである。図
９は、従来の歩行者感知器における歩行者の検出処理手
順を示したフローチャートである。図９に示されるよう
に、歩行者感知器５０を用いて歩行者を感知する場合
は、送受信部において超音波の送受信処理を行い（ステ
ップＳ１１）、感知領域５００内で物体が感知されると
（ステップＳ１２）、これを歩行者と判定して感知信号
を出力することにより（ステップＳ１３）、歩行者の通
行量を把握したり、あるいは、横断歩道付近に設置して
横断者の有無を判定し、これによって出力される感知信
号を使って横断用の信号を赤から青に変えたり、青信号
に切り替わるまでの時間を短縮するなどの処理に利用さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の歩行者感知器を用いた検出方法にあっては、
図７に示すように、感知領域５００内に存在する歩行者
そのものは正確に感知できるが、その歩行者が歩道を往
来する通行人５４なのか横断歩道を横断しようとしてい
る横断者５２なのかを区別することができなかったた
め、上述のような横断者用の信号灯器に利用することが
難しかった。仮に上記歩行者感知器をそのまま利用した
とすると、単なる通行人も横断者に含めて検出されるこ
とから、横断しようとする人数を正確に把握することが
できず、これに基づいて横断者用の信号灯器を切り換え
るならば、信号機を適切に運用することができないとい
う問題があった。また、従来の歩行者感知器５０の感知
領域５００の幅（例えば、１．６ｍ程度）が歩道よりも
広い場合は、感知領域５００の一部が車道側にはみ出し
てしまうため、通行車両５６が感知領域５００内を通過
するたびに歩行者として判定されることから、誤検出が
さらに増加するという問題があった。もちろん、感知領
域５００の幅は、歩行者感知器５０の送受信部を調整す
ることによって一定の範囲で可変させて、通過車両の誤
検知を防ぐことも可能であるが、歩行者感知器５０の設
置場所に応じて送受信部の調整を行わなくてはならず、
その分設置時の調整の手間が増えると共に、その後のメ
ンテナンスも面倒になるという問題を生じる。本発明
は、上記課題に鑑みてなされたものであり、横断者と通
行人あるいは通過車両などとを区別して、横断者を正確
に把握し、調整する手間の不要な横断者検出方法を提供
することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、超音波を一定領域内に向けて送信し、その反射波を
受信して物体を感知する歩行者感知器を用いて横断者を
検出する横断者検出方法であって、前記歩行者感知器に
より超音波の送受信を行って感知領域内の物体を感知す
る段階と、前記物体感知を所定時間毎に繰り返し行い、
個々の物体の移動速度を連続的に判定する段階と、前記
感知領域内に予め定めた基準速度以下で移動する物体が
ある場合はこれを横断者と判定する段階と、を含むもの
である。これによれば、歩行者感知器によって超音波を
送受信して感知領域内の物体を感知し、その物体の感知
を所定時間毎に繰り返し行うことにより個々の物体の移
動速度を連続的に判定して、感知領域内で基準速度以下
で移動する物体がある場合にこれを横断者と判定する。
このため、感知領域の大きさや形状を調整することな
く、感知領域内における横断者の有無を通行人や通過車
両と区別して正確に検出することができる。請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載の横断者検出方法におい
て、前記感知領域内の物体が横断者と判定されると、感
知信号を出力して信号機の切り換えタイミングの可変に
利用するものである。これによれば、感知領域内に横断
者が居ると判定された場合は、感知信号を出力して、信
号機の切り換えタイミングを可変するようにしたため、
信号機を実際の状況に合わせて運用することが可能とな
り、効率の良い交通整理を自動化することができる。請
求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の横断者
検出方法において、前記物体の移動速度を連続的に判定
する場合は、前記超音波の往復時間あるいは反射波の信
号レベル変化の少なくとも一方を使って判定するもので
ある。これによれば、物体の移動速度を判定する際に、
超音波の往復時間か反射波の信号レベル変化の何れか一
方、あるいは、その両方を使って判定するようにしたた
め、歩行者感知器に対する各物体の移動速度を正確かつ
確実に検出することができ、感知領域内での横断者の有
無をそれ以外の通行人や通過車両と区別して正確に検出
することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に
おいて横断歩道１４に接した歩道１２に設置された歩行
者感知器１６による感知状態を説明する平面図である。
図１に示した歩行者感知器１６は、歩行者に支障のない
ように一定の地上高に設置され、横断歩道１４と接する
歩道１２周辺が感知領域（図１中に破線とハッチングで
示した領域）１６０となるようにセッティングされてい
る。そして、車道１０部分には、通過車両１８が往来し
ており、また、歩道１２部分には、歩行者として歩道１
２から横断歩道１４を渡ろうとする横断者２０や、歩道
１２に沿って往来する通行人２２などがいる。図１中の
通過車両１８、横断者２０、および通行人２２から伸び
る白抜き矢印は、それぞれの進行方向を示している。図
２は、図１の歩行者感知器１６の概略構成と歩行者感知
の原理を説明する図であり、図２の歩行者感知器１６
は、送受信部１６２、検出部１６４、および出力部１６
６などを備えている。送受信部１６２は、超音波を一定
の領域内に向けて送信（送信波１６０ａ）し、感知対象
の物体（横断者、通行人、通過車両など）２００に当っ
て反射（反射波１６０ｂ）し、その反射波１６０ｂを受
信するものである。ここでは、使用する超音波の周波数
を４０ｋＨｚとし、１ｍｓｅｃの間だけ超音波を出力
し、９９ｍｓｅｃの間は出力しないというサイクルを１
単位とした送信波１６０ａを作成して送信するものとす
る。このため、１００ｍｓｅｃ毎に１つの超音波パルス
（送信波１６０ａ）が間欠的に感知領域１６０内に送信
されることになる。このように一定の時間間隔で送信さ
れる送信波１６０ａは、物体に当ると反射波１６０ｂと
なって戻って来るが、歩行者感知器１６から物体までの
距離に応じて超音波の往復時間が異なり、また、物体の
移動速度に応じて超音波の往復時間が変化することにな
る。

【０００６】検出部１６４は、上記送受信部１６２から
送信した送信波１６０ａと、受信された反射波１６０ｂ
とが入力されると、それらの波形処理を行って送信波と
反射波との時間差としての往復時間や反射波の信号レベ
ルなどを検出し、少なくとも往復時間に基づいて歩行者
感知器１６から物体２００までの距離を正確に検出する
ことができる。そして、上記の送受信部１６２からは、
１００ｍｓｅｃ毎に１つの超音波パルス（送信波１６０
ａ）が間欠的に送信され、それぞれの送信波に対応した
反射波１６０ｂが次々に受信されるので、単位時間毎の
物体の位置を検出して、ここから各物体の移動速度を求
めることができる。このようにして検出された感知領域
１６０内の各物体の移動速度と予め設定しておいた基準
速度とを比較し、基準速度以下の物体がある場合は、そ
れを横断者として判定するようにする。ここで基準速度
とは、通過車両や通行人と横断者とを区別するために設
けられた一定の速度基準であって、後に詳述する。出力
部１６６は、上記検出部１６４において検出物体が横断
者と判定されると、感知信号を出力するものである。

【０００７】図３は、感知物体の移動状態を示す図であ
り、同図（ａ）は１００ｍｓｅｃ前の歩行者感知器と物
体との位置関係を示す図であり、同図（ｂ）は現在の歩
行者感知器と物体の位置関係を示す図である。図４
（ａ）（ｂ）は、図３（ａ）（ｂ）に対応しており、各
物体位置において送受信部１６２から検出部１６４に入
力される送信波と受信波とを示すタイムチャートであ
る。図３（ａ）における物体２００は、１００ｍｓｅｃ
後に（ｂ）の位置まで移動したとすると、白抜き矢印で
示した移動距離Ａは、検出部１６４において図４（ａ）
の往復時間によって求められる物体までの距離から、図
４（ｂ）の往復時間によって求められる距離を引き、そ
の求めた接近分（移動距離Ａ）によって物体２００の単
位時間当たりの移動速度を求めることができる。なお、
ここでは実施していないが、超音波が物体に当って反射
した時の反射波の信号レベル（Ｌ２，Ｌ３）は、物体の
表面の硬さや形状、あるいは物体までの距離に応じて変
化することが分かっている。そこで、同一物体が移動し
て距離が変化することにより反射波の信号レベルが変化
する（距離が遠いと信号レベルが小さくなり：Ｌ２、距
離が近くなると信号レベルが大きくなる：Ｌ３）ことを
利用して、反射波の信号レベル、あるいは往復時間と信
号レベルの両方を使うことにより、物体までの距離や物
体の識別に利用するようにしても良い。

【０００８】図５は、各物体の実際の移動速度および移
動方向と歩行者感知器により求められる物体の移動速度
とを示す図である。図５には、通過車両１８、横断者２
０および通行人２２の実際の移動方向（実線矢印方向）
と移動速度（実線矢印の長さに比例）とがそれぞれ示さ
れており、歩行者感知器１６により求められる物体の移
動速度は、歩行者感知器１６から物体までの距離の変化
として求めることができる（破線矢印１８ａ，２０ａ，
２２ａの長さに相当）。なお、図５では、通過車両１
８、横断者２０および通行人２２は、歩行者感知器１６
に対して接近する方向（図の左方向）に移動した例を示
しているが、逆に遠ざかる方向（図の右方向）に移動す
る物体であっても上記と同様に移動速度を求めることが
できる。そして、図５を見るとわかるように、本発明者
らは、これから横断しようとする横断者２０と、それ以
外の通過車両１８や通行人２２の移動方向とが異なって
いることに着目し、歩行者感知器１６から見た相対的な
移動速度（１８ａ，２０ａ，２２ａ）に基づいて横断者
であるか、それ以外の通過車両や通行人かを容易に区別
できることを見い出した。すなわち、歩行者感知器１６
からの超音波は、車道や歩道の往来方向とほぼ平行に送
信されるため、通過車両１８や通行人２２の実際の移動
速度（実線矢印の長さ）と歩行者感知器により求められ
る移動速度（破線矢印１８ａ，２２ａの長さ）との間に
それ程差はなく、移動速度も大きいが、横断者２０は図
５に示すように往来方向と直交する方向に移動しようと
したり、横断歩道１４の手前で立ち止まる蓋然性が高い
ため、歩行者感知器１６から見た相対的な移動速度が小
さくなる傾向にある。このため、相対的な移動速度の差
を利用することにより、一定速度以下の物体は、横断者
と看做し、一定速度を越える物体は、横断者以外の通行
人や通過車両と看做すことにより、横断者かそれ以外か
を正確に判別することが可能となる。上記した「一定の
速度」とは、本明細書中では基準速度と称している。本
実施の形態の基準速度例としては、例えば、時速２ｋｍ
（秒速約０．５５ｍ）としたが、必ずしもこれに限定さ
れるものではなく、状況に応じて適宜変更することが可
能である。

【０００９】本実施の形態では、このように構成されて
おり、横断者の検出手順について以下に簡単に説明す
る。図６は、本実施の形態における横断者検出方法の手
順を説明するフローチャートである。まず、図１および
図２に示すように、歩行者感知器１６の送受信部１６２
から超音波の送信波１６０ａを一定の時間間隔で連続し
て感知領域１６０内に送信すると共に、感知領域１６０
内の物体に当って戻ってきた反射波１６０ｂを受信する
（ステップＳ１）。これにより、感知領域１６０内の物
体を感知することができる（ステップＳ２）。歩行者感
知器１６の検出部１６４では、この送信波１６０ａと反
射波１６０ｂとが順次入力され、所定時間毎に物体が感
知される（ステップＳ３）。所定時間毎の物体までの距
離は、図４に示すように、送信波１６０ａと反射波１６
０ｂの時間差である往復時間によって求めることができ
る。また、所定時間毎に変化する物体までの距離に基づ
いて、当該物体の移動速度を連続的に判定することがで
きる（ステップＳ４）。そして、検出された物体の移動
速度と、予め定めておいた基準速度とを比較して、基準
速度以下の移動速度を有する物体が有るか否かを判定す
る（ステップＳ５）。感知領域１６内を基準速度以下で
移動する物体がある場合は、当該物体を横断者２０と看
做して、出力部１６６から感知信号を出力する（ステッ
プＳ６）。本実施の形態の図２には、出力部１６６から
出力された感知信号の出力先について明示していない
が、不図示の横断者用の信号灯器を赤から青に切り換え
るトリガーとして用いたり、あるいはその信号灯器の切
り換え時間を変更する場合に用いたりすることができ
る。また、ステップＳ５において、感知領域１６内を基
準速度以下で移動する物体が無いと判定された場合は、
感知領域１６内に横断者２０はいないと看做され、感知
信号は出力されない（ステップＳ７）。

【００１０】以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、歩行者感知器の感知領域内で感知された物体のう
ち、横断者とそれ以外の通行人や通過車両などとを明確
に区別して、横断者のみを正確に把握することができ
る。このため、感知領域が車道にはみ出して車両等が感
知可能な状態であっても、これを横断者として誤検知す
ることがなくなるので、感知領域の範囲の調整等を行う
手間を省くことができる。また、本実施の形態によれ
ば、感知領域内に横断者が居ると判定した場合に感知信
号を出力し、信号器の切り換えタイミングを可変するよ
うにしたので、信号機を実際の状況に合わせて運用する
ことが可能となり、適切な交通整理を自動化することが
できる。なお、上記の実施の形態では、歩行者感知器の
送受信部から送信される超音波の周波数を４０ｋＨｚと
し、送信波のパルスを１ｍｓｅｃと９９ｍｓｅｃのデュ
ーティ比で構成したものを使用したが、必ずしもこれに
限定されるものではなく、超音波の周波数およびパルス
のデューティ比を状況に応じて適宜可変したものを用い
ても良く、その場合であっても上記と同様に好適な効果
を得ることができる。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、感知領域の大きさや形状を調整すること
なく、感知領域内における横断者の有無を通行人や通過
車両と区別して正確に検出することができる。請求項２
に記載の発明によれば、信号機を実際の状況に合わせて
運用することが可能となり、効率の良い交通整理を自動
化することができる。請求項３に記載の発明によれば、
歩行者感知器に対する各物体の移動速度を正確かつ確実
に検出することができ、感知領域内での横断者の有無を
それ以外の通行人や通過車両と区別して正確に検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態において横断歩道に接した歩道に
設置された歩行者感知器による感知状態を説明する平面
図である。

【図２】図１の歩行者感知器の概略構成と歩行者感知の
原理を説明する図である。

【図３】感知物体の移動状態を示す図であって、（ａ）
は１００ｍｓｅｃ前の歩行者感知器と物体との位置関係
を示す図、（ｂ）は現在の歩行者感知器と物体の位置関
係を示す図である。

【図４】各物体位置における送信波と受信波とを示す図
であって、（ａ）は１００ｍｓｅｃ前の物体位置におけ
る送信波と受信波のタイムチャート、（ｂ）は現在の物
体位置における送信波と受信波のタイムチャートであ
る。

【図５】各物体の実際の移動速度および移動方向と歩行
者感知器により求められる物体の移動速度とを示す図で
ある。

【図６】本実施の形態の横断者検出手順を説明するフロ
ーチャートである。

【図７】歩道に向けて超音波を送受信するように設置さ
れた歩行者感知器の説明図である。

【図８】物体を感知するための波形処理を説明する図で
ある。

【図９】従来の歩行者感知器における歩行者の検出処理
手順を示したフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 車道、 １２ 歩道、 １４ 横断歩道、 １６ 歩行者感知器、 １８ 通過車両、 ２０ 横断者、 ２２ 通行人、 １６０ 感知領域、 １６０ａ 送信波、 １６０ｂ 反射波、 １６２ 送受信部、 １６４ 検出部、 １６６ 出力部、 ２００ 物体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を一定領域内に向けて送信し、そ
   の反射波を受信して物体を感知する歩行者感知器を用い
   て横断者を検出する横断者検出方法であって、 前記歩行者感知器により超音波の送受信を行って感知領
   域内の物体を感知する段階と、 前記物体感知を所定時間毎に繰り返し行い、個々の物体
   の移動速度を連続的に判定する段階と、 前記感知領域内に予め定めた基準速度以下で移動する物
   体がある場合はこれを横断者と判定する段階と、 を含むことを特徴とする横断者検出方法。
2. 【請求項２】 前記感知領域内の物体が横断者と判定さ
   れると、感知信号を出力して信号機の切り換えタイミン
   グの可変に利用することを特徴とする請求項１に記載の
   横断者検出方法。
3. 【請求項３】 前記物体の移動速度を連続的に判定する
   場合は、前記超音波の往復時間あるいは反射波の信号レ
   ベル変化の少なくとも一方を使って判定することを特徴
   とする請求項１又は２に記載の横断者検出方法。